新華社合肥5月2日電 題:“五一”勞動節(jié),他在實驗室“與光共振”
新華社記者徐海濤
將一條長600米、秒速30萬公里的光靜止下來,裝進一個5毫米長的晶體,是什么體驗?
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士生馬鈺可能是最適合回答這個問題的人。幾天前,以他為第一作者的“光存儲”論文發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上,審稿人認為這是“一個巨大的成就”。
5年前,21歲的馬鈺剛開始碩博連讀生涯,遇到的就是量子信息領(lǐng)域的核心難題:如何長時間保持光子的量子態(tài)?
量子態(tài)包括量子疊加、量子糾纏,沒有長時間相干的量子態(tài),就難以實現(xiàn)有實用價值的量子通信、量子計算。但這些“態(tài)”極其短暫、脆弱,一般只能保持不到1秒甚至幾毫秒。
2015年,澳大利亞學(xué)者發(fā)現(xiàn)一種晶體在某種情況下能保持6小時量子態(tài),但要實現(xiàn)光存儲則困難重重。
“經(jīng)過這5年,我最大的體會是:精準(zhǔn)定位困難比解決困難更難!5月1日,馬鈺在實驗室告訴記者,在導(dǎo)師李傳鋒教授、周宗權(quán)副教授的帶領(lǐng)下,他們研究組發(fā)現(xiàn)這項研究的核心困難,是如何讓晶體中的原子與組成光的光子共振。
“第一步是找到這種晶體中原子的共振頻率,第二步是把光子也調(diào)整到這個頻率,第三步是要讓它們共振起來傳遞量子態(tài)!瘪R鈺說,研究的前期最困難,為了搞清楚材料的光學(xué)性質(zhì),研究組僅搭建科研儀器就用了3年。
一周6天,每天從早晨9點到晚上9點都泡在實驗室“與光共振”。馬鈺說,他這是“自發(fā)型996”。經(jīng)過團隊5年努力,他們最終成功將光的存儲時間提升至1小時,大幅刷新了2013年德國團隊1分鐘的世界紀(jì)錄,向?qū)崿F(xiàn)量子U盤邁出重要一步。
今年“五一”勞動節(jié),馬鈺像平時一樣早晨9點就來到實驗室!把芯可A段,我給自己定的目標(biāo)是解決一個重要的科學(xué)問題!彼f。下個月就要博士畢業(yè)了,將來無論是留在學(xué)術(shù)界還是到企業(yè)工作,他的新目標(biāo)都是解決一個面向應(yīng)用的重要技術(shù)問題。
“光子是所有粒子中最神秘、最難理解的,它速度最快也最難捕捉,但對人類社會貢獻巨大。我未來準(zhǔn)備繼續(xù)研究光,與時代共振,解決‘卡脖子’的關(guān)鍵核心技術(shù)問題。”馬鈺說。